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Einrichtung zur Verbesserung des Vakuums elektrischer Glühlampen durch
Klarbrennen der Glühlampe in einem starken magnetischen Felde Es ist bekannt, daß
bei der Herstellung von luftleeren elektrischen Glühlampen das Vakuum auf der Pumpe
die nötige Güte nicht erreicht; dies geschieht erst beim »Klarbrennen« der Lampe.
Man versteht hierunter das erste Unterstromsetzen der Lampe, wobei in Begleitung
von starken Ionisationsströmen und bläulicher Lichterscheinung die vorhandenen bzw.
aus den Lampenbestandteilen frei gewordenen Gasreste größtenteils verschwinden,
indem sie scheinbar an den Kolbenwänden adsorbiert werden.
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Um ein hohes, sich später nicht verschlechterndes Vakuum zu erhalten,
ist eine kräftige Ionisation der Gasreste unbedingt nötig; diese bringt aber die
Gefahr des Durchbrennens oder Abbrennens des Glühfadens während des Durchganges
des Ionisationsstromes mit sich. Diese Gefahr entsteht dadurch, daß die vom negativen
Glühfadenende emittierten Thermionen (Elektronen) auf den positiven Pol bzw. auf
das positive Glühfadenende aufprallen und dieses auf eine sehr erhöhte Temperatur
bringen, die sich bis zum Schmelzpunkt des Glühfadens steigern kann, wodurch der
Faden durchbrennt.
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Um diese Gefahr des Durchbrennens zu vermeiden, hat man verschiedene
Lampenkonstruktionen vorgeschlagen. Das gemein-Same Merkmal dieser Konstruktionen
ist, daß man entsprechend angeordnete Schutzelektroden verwendet, die den Glühfaden
gegen die aufprallenden Thermionen abschirmen und selbst zum Auffangen derselben
dienen.
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Im Sinne vorliegender Erfindung wird diese Gefahr des Durchbrennens
auf überaus einfache Weise - ohne irgendwelche Änderung in der Lampenkonstruktion
- dadurch vermieden, daß die Lampe während des Klarbrennens der Wirkung eines starken,
nicht veränderlichen magnetischen Feldes ausgesetzt wird.
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Bekanntlich wird die Bahn eines sich in feldfreiem Raume geradlinig
bewegenden Elektrons durch das magnetische Feld in eine um die Kraftlinie gewundene
Schraubenlinie umgewandelt. Hierdurch werden also die zu den magnetischen Kraftlinien
senkrechten Dimensionen einer Entladung stark vermindert. So ist es z. B. ein bekannter
Kunstgriff, das Kathodenstrahlenbündel in einer Braunsehen Röhre durch Anwendung
eines mit der Richtung der Kathodenstrahlen parallelen, starken magnetischen Feldes
auf einen möglichst engen Querschnitt zu konzentrieren.
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Von dieser bekannten Erscheinung ausgehend, wurde nun durch Versuche
festgestellt, daß man durch die Einwirkung eines
magnetischen Feldes
die beim Klarbrennen auftretenden Jonenströme weitgehend beeinflussen kann, und
zwar derart, daß die sonst die ganze Lampe erfüllende Entladung durch das magnetische
Feld auf einen engen, mit ihrer Längsrichtung den Kraftlinien parallelen zylindrischen
Raum - auf eine Kraftröhre - begrenzt wird.
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Werden das magnetische Feld bzw. seine Kraftlinien parallel zu der
Lampenachse (zu der Richtung der geradlinigen Glühfadenabschnitte) angewendet, so
wird die Entladung auf einen das negative Glühfadenende umhüllenden zylindrischen
Raum begrenzt, der sich nicht bis zum positiven Glühfadenende erstreckt; der Glühfaden
ist somit vor der Wärmewirkung der aufprallenden Elektronen, also vor dem Durchbrennen
geschützt. Falls das Klarbrennen, wie es meistens geschieht, mit Wechselstrom vorgenommen
wird, muß unbedingt diese Anordnung des magnetischen Feldes angewendet werden; denn
bei jeder anderen Richtung geraten die wechselstromdurchflossenen Glühfäden in starke
Schwingungen, was zu verschiedenen Übeln führen kann (Fadenbruch, Kurzschluß der
einzelnen Fadenabteilungen miteinander).
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Beim Brennen mit Gleichstrom dagegen entstehen keine Schwingungen,
man kann also die Richtung des magnetischen Feldes anders, z. B. auch senkrecht
auf die Fadenrichtung wählen. Man erreicht dann bei richtiger Wahl der Stromrichtung,
daß durch die magnetische Wirkung der erste und der letzte Fadenabschnitt voneinander
entfernt werden, wodurch die Gefahr des Durchbrennens noch mehr vermindert wird.
Bei dieser Anordnung (sogenanntes magnetisches Querfeld) verläuft die durch die
Lichterscheinung erfüllte Kraftröhre senkrecht zu den Glühfadenabschnitten, und
es fällt bloß ein geringer Teil des Glühfadens in den eigentlichen Entladungsraum.
Aus diesem Grunde ist diese Anordnung für die Verhütung des Durchbrennens besonders
wirksam, und man wird bei Gleichstromvorbrennen dieser den Vorzug geben.
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Es wurde durch zahlreiche Messungen festgestellt, daß die Höhe des
Vakuums, welches nach dem Abspielen des Klarbrennvorganges entstanden ist, durch
den Umstand, ob ein magnetisches Feld zur Anwendung gelangte oder nicht, in keiner
Weise beeinflußt wird, wodurch erwiesen ist, daß das Klarbrennen der Lampe in einem
starken magnetischen Felde die Herstellung eines guten Glühlampenvakuums sehr sicher
gestaltet.